專利名稱：高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械制件的生產(chǎn)工藝，尤其是一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體缸蓋的制造水平是衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，進(jìn)而也在很大程度上代表了一個(gè)國家汽車工業(yè)的發(fā)展水平。不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、降低燃油消耗量和減少尾氣排放是汽車工業(yè)自身發(fā)展的內(nèi)在需求，也是外部環(huán)境的客觀要求。消失模鑄造技術(shù)使得這類零件設(shè)計(jì)更為柔性、集成度高，減輕鑄件重量，提高燃油效率。缸蓋對發(fā)動(dòng)機(jī)的許多技術(shù)參數(shù)有著重大影響，因而尺寸精度要求高，內(nèi)外表面質(zhì)量要求嚴(yán)；鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壁厚相差懸殊，成形時(shí)砂芯多且復(fù)雜，水腔要求流水通暢，工作時(shí)溫度反復(fù)急劇變化，由于不斷產(chǎn)生的膨脹和收縮而產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，容易導(dǎo)致疲勞失效，因此要求缸蓋鑄件結(jié)構(gòu)合理，材質(zhì)具有高的強(qiáng)度、硬度及良好的抗疲勞性能、鑄造性能和氣密性，鑄造工藝及技術(shù)難度大。滲漏、晶粒粗大、縮松是消失模鑄造生產(chǎn)中出現(xiàn)的主要缺陷。特別是滲漏，如果解決了此項(xiàng)問題，鑄件的成品率可以達(dá)到9 0%以上。雖然也有許多針對該問題來實(shí)施的工藝措施，但多數(shù)都收效甚微。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，它可明顯提高晶相組織致密度，減少縮松、縮孔的發(fā)生，減少夾雜物，使缸蓋品質(zhì)得到大幅度提高，缸蓋進(jìn)、排氣道滲漏率(廢品率)顯著下降，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時(shí)，對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，直至金屬液完全凝固。對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)頻率為50HZ，振幅為1mm，激振力為1.5KN。澆注的金屬液在其孕育過程中使用復(fù)合覆蓋劑。本發(fā)明的原理是:振動(dòng)結(jié)晶澆注能使晶粒在生長過程中發(fā)生晶粒相互碰撞擊碎，使之產(chǎn)生再結(jié)晶、再擊碎、再結(jié)晶而達(dá)到晶粒細(xì)化；“振動(dòng)”在使晶粒碰撞破碎之時(shí)，也增加了晶粒從型壁上剝落的機(jī)會(huì)。1、對形核的影響振動(dòng)會(huì)使鐵合金熔體產(chǎn)生空化作用形成了空穴?？昭ū罎⒅車后w填充其中時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的壓力而這種壓力的增加會(huì)使合金的熔點(diǎn)溫度提高。
根據(jù) Clausius—Clapeyron 公式
HiV2-V1)
AP AHm式中Tm為一個(gè)大氣壓下的熔點(diǎn)溫度；Λ P為壓力的改變值；八!\為熔點(diǎn)溫度的改變值；Λ Hm為結(jié)晶潛熱W1為固態(tài)體積；V2為液態(tài)體積。當(dāng)金屬凝固時(shí)，體積會(huì)減小，有公式可知當(dāng)壓力增加時(shí)，其熔點(diǎn)溫度要增加。這就是說，在金屬液溫度一定的情況下，由于振動(dòng)提高了液態(tài)金屬的熔點(diǎn)溫度，即提高了其液相線平均溫度，從而提高了過冷度這就勢必造成自發(fā)核數(shù)目增多，晶粒細(xì)化。2、對枝晶生長的影響 鐵合金在消失模鑄造凝固過程中的晶體的生長方式和普通的砂型鑄造中晶體的生長方式是基本上是一樣的日名，即都是以樹枝晶方式生長。當(dāng)在凝固過程中對其實(shí)施機(jī)械振動(dòng)時(shí)振動(dòng)激振力使金屬液中的枝晶和未凝固的液體發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)又由于液體存在著粘性枝晶在液體各部分之間的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)有所差異。正是由于這種相對運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)速度的不同使得晶粒之間發(fā)生碰撞和磨損以及未凝固的液體對枝晶進(jìn)行反復(fù)的沖刷即所謂的“粘性剪切”作用，造成枝晶最脆弱的部位枝晶臂等被剪切而折斷、破碎與增殖日名形成了許多細(xì)小晶粒。綜合上述兩方面的原因機(jī)械振動(dòng)對消失模鐵合金是有明顯的細(xì)化作用的。振動(dòng)過程中振動(dòng)是以彈性波的形式由鑄型而液態(tài)金屬傳遞著，彈性波的軌跡是一條正弦曲線，在這種彈性波的作用下，液態(tài)金屬的晶粒之間也發(fā)生振動(dòng)，也是一種彈性波。由于氣體、夾渣的比重很輕，在液態(tài)金屬彈性波的作用下，也發(fā)生振動(dòng)，很容易失去平衡態(tài)，能被液態(tài)金屬浮出液面之外。3、結(jié)論
(I)將本發(fā)明的機(jī)械振動(dòng)澆注在缸蓋鑄件生產(chǎn)中使用，能有效細(xì)化晶粒，晶間度減少，組織精密，增加缸蓋氣密性。(2)使用機(jī)械振動(dòng)澆注，邊澆注邊振動(dòng)，有利于金屬液中氣體和夾雜物上浮，起到凈化金屬液的作用，減少縮孔、縮松、夾渣的發(fā)生，從而增加缸蓋氣密性。由于采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在缸蓋鑄件生產(chǎn)中使用機(jī)械振動(dòng)澆注的方法，這樣的方式能細(xì)化晶粒，組織致密，增加缸蓋的氣密性。同時(shí)使金屬液中氣體和夾雜物上浮，提高鐵液的質(zhì)量復(fù)合覆蓋劑來去除鐵液中夾雜物和氣體，以提高鐵液的冶金質(zhì)量，并且在保溫集渣的同時(shí)，又防止鐵液的孕育衰退，得到良好的孕育效果，改善缸蓋的工藝性能和力學(xué)性能；同時(shí)，將細(xì)粉孕育劑變廢為寶，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)的政策。本發(fā)明所采用工藝簡單，設(shè)備成本低廉配方簡單，材料來源廣泛，容易獲得，使用方法簡單，容易實(shí)施，生產(chǎn)成本低廉，使用效果好。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例:高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，準(zhǔn)備好復(fù)合覆蓋劑備用(復(fù)合覆蓋劑的組成及使用方法均采用申請?zhí)枮?01010172549.0的已授權(quán)的發(fā)明專利中的公開的技術(shù)內(nèi)容)，將缸蓋的爐料熔化后即向爐內(nèi)加入復(fù)合覆蓋劑I，加熱升溫至工藝要求的溫度后扒渣、出水，隨即將復(fù)合覆蓋劑II加入，再進(jìn)行澆注；采用消失模鑄造工藝，將缸蓋的爐料融化成的金屬液澆注到消失模中的同時(shí)，對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，直至金屬液完全凝固；激振力來源于干砂緊實(shí)過程中的振實(shí)臺(tái)下的雙振動(dòng)電機(jī)，電機(jī)的振動(dòng)頻率為50HZ，振幅為Imm,激振力為1.5KN。
權(quán)利要求
1.一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時(shí)，對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，直至金屬液完全凝固。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)的振動(dòng)頻率為50HZ，振幅為1mm，激振力為1.5KN。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，其特征在于:澆注的金屬液在其孕育過程中使用復(fù)合覆蓋劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高氣密性汽車缸蓋的成形澆注方法，采用消失模鑄造工藝，將金屬液澆注到消失模中的同時(shí)，對金屬液進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)，直至金屬液完全凝固。本發(fā)明在缸蓋鑄件生產(chǎn)中使用機(jī)械振動(dòng)澆注的方法，這樣的方式能細(xì)化晶粒，組織致密，增加缸蓋的氣密性。同時(shí)使金屬液中氣體和夾雜物上浮，提高鐵液的質(zhì)量復(fù)合覆蓋劑來去除鐵液中夾雜物和氣體，以提高鐵液的冶金質(zhì)量，并且在保溫集渣的同時(shí)，又防止鐵液的孕育衰退，得到良好的孕育效果，改善缸蓋的工藝性能和力學(xué)性能；同時(shí)，將細(xì)粉孕育劑變廢為寶，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳經(jīng)濟(jì)的政策。
文檔編號B22C9/04GK103203427SQ20121024488
公開日2013年7月17日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者蔣勤南, 彭和宜 申請人:貴州英吉爾機(jī)械制造有限公司